在企業(yè)構(gòu)建私有云的漫漫征程中，數(shù)據(jù)中心虛擬化是其中一個重要的步驟。它使企業(yè)IT變得更加動態(tài)和靈活，以更快的速度提供彈性計算資源，這也是數(shù)據(jù)中心邁向云計算方式的重要基礎(chǔ)。虛擬化(Virtualization)是一項歷史悠久的技術(shù)，在上世紀(jì)六十年代，虛擬化技術(shù)最早應(yīng)用于IBM大型機(jī)系統(tǒng)，而后開始在小型機(jī)和x86服務(wù)器中流行起來。虛擬化技術(shù)通過虛擬監(jiān)控器(Virtual Machine Monitor，VMM)程序在物理硬件上生成可運(yùn)行獨立操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)(Virtual Machine)實例，使單個服務(wù)器能夠運(yùn)行的應(yīng)用程序大大增加，從而在不增加硬件投入的前提下“壓榨”出更多的計算資源，降低IT成本。隨著多核系統(tǒng)、集群、網(wǎng)格甚至云計算的部署，虛擬化在數(shù)據(jù)中心可謂大行其道。

　　計算機(jī)領(lǐng)域的虛擬化其實是個很廣的范疇，涉及對計算機(jī)資源的抽象，既可以將單個物理資源(例如服務(wù)器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用或存儲設(shè)備)分成多個邏輯資源工作，也就是我們常說的“一變多”;也可以將多個服務(wù)器整合為服務(wù)器集群工作，也就是我們常說的“多變一”。在很長一段時間里，因為硬件性能的限制，x86服務(wù)器虛擬化都單純依靠軟件來實現(xiàn)，硬件虛擬化技術(shù)是一片空白。但隨著虛擬化應(yīng)用的不斷廣泛和深入，純軟件的虛擬化技術(shù)在給企業(yè)帶來便利之時，也開始暴露出了一些問題。

　　純軟件虛擬化技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

　　純軟件虛擬化解決方案存在很多限制，主要體現(xiàn)在虛擬化技術(shù)的性能和隔離性問題上。用戶操作系統(tǒng)和程序無法直接與硬件通信，很多情況下是通過VMM來與硬件進(jìn)行通信，并由VMM來決定其對系統(tǒng)虛擬機(jī)的訪問，由于VMM是獨立于操作系統(tǒng)之外運(yùn)行的，使得VMM與操作系統(tǒng)之間增添了一層通信，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和虛擬化軟件運(yùn)行的開銷。我們知道，虛擬化的一個重要優(yōu)勢是能夠在無需停機(jī)的情況下，將應(yīng)用在物理服務(wù)器之間進(jìn)行遷移。這其中免不了數(shù)據(jù)的大量流動，此外，隔離性差增加了確保系統(tǒng)可靠性和安全性的難度。

　　與小型機(jī)和大型機(jī)上比較成熟的虛擬化技術(shù)相比，x86服務(wù)器虛擬化還處于早期階段，x86架構(gòu)和處理器性能的不足也給x86服務(wù)器虛擬化帶來了一些障礙。但隨著近幾年x86平臺性能的大幅提升，基于處理器的虛擬化技術(shù)逐漸成熟并獲得了虛擬化軟件廠商的廣泛支持，可以說，基于硬件的虛擬化技術(shù)正以勢不可擋之勢迎面而來。基于處理器的虛擬化技術(shù)是一種新的硬件方案，支持虛擬技術(shù)的處理器帶有特別優(yōu)化過的指令集來控制虛擬過程，通過這些指令集，降低VMM的復(fù)雜性。相比軟件的虛擬實現(xiàn)方式，硬件虛擬化技術(shù)將大幅提高虛擬化的整體性能。

　　2005年11月，英特爾帶來了業(yè)內(nèi)首個硬件輔助虛擬化技術(shù)Intel-VT 及相關(guān)的處理器產(chǎn)品，從而揭開了x86架構(gòu)虛擬化技術(shù)應(yīng)用的新序幕。下面，我們來從技術(shù)角度出發(fā)，看看英特爾硬件輔助虛擬化技術(shù)Intel-VT如何從底層架構(gòu)上突破現(xiàn)有虛擬化技術(shù)的桎梏。

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